Claviceps purpurea

редактировать

Claviceps purpurea
Claviceps purpurea.JPG
Научная классификация
Домен:Eukaryota
Царство:Грибы
Подразделение:Ascomycota
Класс:Сордариомицеты
Отряд:Hypocreales
Семейство:Clavicipitaceae
Род:Claviceps
Виды:С. purpurea
Биномиальное название
Claviceps purpurea . (Фр.) Tul. 1853
Экологические расы
  • G1 - наземные травы открытых лугов и полей;
  • G2 - травы влажных, лесных и горных местообитаний;
  • G3 (C. purpurea var. Spartinae) - солончаки (Spartina, Distichlis).

Claviceps purpurea - спорынь гриб, который растет на початках ржи и связанных злаках и кормах растения. Потребление зерен или семян, загрязненных структурой выживания этого гриба, спорыньей sclerotium, может вызвать эрготизм у людей и других млекопитающих. C. purpurea наиболее часто поражает ауткроссинговые виды, такие как рожь (его наиболее частый хозяин), а также тритикале, пшеница и ячмень. Редко поражает овес.

Содержание
  • 1 Жизненный цикл
  • 2 Внутривидовые вариации
  • 3 Диапазон хозяев
    • 3.1 Pooideae
    • 3.2 Arundinoideae
    • 3.3 Chloridoideae
    • 3.4 Panicoideae
  • 4 Эпидемиология
  • 5 Эффекты
  • 6 Культура
  • 7 Предположения
  • 8 См. Также
  • 9 Ссылки
  • 10 Внешние ссылки
Жизненный цикл
Различные стадии жизненного цикла Claviceps purpurea плодоношения тела с головой и ножкой на Sclerotium

Ядро спорыньи, называемое Sclerotium clavus, развивается, когда соцветие цветущей травы или злаков заражено аскоспорой C. purpurea. Процесс заражения имитирует пыльцевое зерно, прорастающее в яичник во время оплодотворения. Поскольку для заражения требуется доступ спор грибов к стигме, растения, инфицированные C. purpurea, в основном ауткроссинговые виды с открытыми цветками, например рожь (Secale cereale ) и Alopecurus.

Затем пролиферирующий грибок мицелий разрушает яичник растения и соединяется с сосудистым пучком, первоначально предназначенным для питания развивающихся семя. Первая стадия инфекции спорыньи проявляется в виде белой мягкой ткани (известной как Sphacelia segetum), продуцирующей сладкую падь, которая часто выпадает из зараженных соцветий травы. Эта падь содержит миллионы бесполых спор (конидий ), которые распространяются на другие соцветия с помощью насекомых или дождя. Позже Sphacelia segetum превращается в твердый сухой Sclerotium clavus внутри оболочки цветочка. На этой стадии алкалоиды и липиды (например, рицинолевая кислота ) накапливаются в Sclerotium.

Когда зрелый склероций падает на землю, гриб остается в состоянии покоя до тех пор, пока подходящие условия не запустят его фазу плодоношения (начало весны, период дождей, потребность в свежих температурах зимой и т. Д.). Он прорастает, образуя одно или несколько плодовых тел с головкой и ножкой, разной окраски (напоминающих крошечный гриб ). В голове нитевидные половые споры (аскоспоры) образуются в перитециях, которые выбрасываются одновременно с цветением подходящих травяных хозяев. Инфекция спорыньи приводит к снижению урожайности и качества производимого зерна и сена, а если зараженное зерно или сено скармливать скоту, это может вызвать заболевание, называемое эрготизм.

Polistes dorsalis, разновидность социальных ос., были зарегистрированы как вектор распространения этого конкретного гриба. Во время кормления частицы грибных конидий связываются с частями тела этой осы. По мере того, как P. dorsalis перемещается от источника к источнику, грибковая инфекция остается позади. Насекомые, в том числе мухи и моли, также обладают конидиями видов Claviceps, но неизвестно, играют ли насекомые роль в распространении грибка от инфицированных растений к здоровым.

Внутривидовые вариации
Модель Claviceps purpurea, Ботанический музей Грайфсвальда

Ранние ученые наблюдали Claviceps purpurea у других Poaceae как Secale cereale. 1855 г. Грандклеман описал спорынью на Triticum aestivum. В течение более чем столетия ученые стремились описать специализированные виды или специализированные разновидности внутри вида Claviceps purpurea.

  • Claviceps microcephala Tul. (1853)
  • Claviceps wilsonii Cooke (1884)

Позже ученые пытались определить разновидности хозяина как

  • Claviceps purpurea var. agropyri
  • Claviceps purpurea var. purpurea
  • Claviceps purpurea var. spartinae
  • Claviceps purpurea var. wilsonii.

Молекулярная биология не подтвердила эту гипотезу, но выделила три группы, различающиеся экологической спецификой:

  • G1 - наземные травы открытых лугов и полей;
  • G2 - травы из влажных, лесных, и горные места обитания;
  • G3 (C. purpurea var. spartinae) - болотные солончаки (Spartina, Distichlis).

Морфологические критерии для выделения различных групп: форма и размер склероций не являются хорошими индикаторами потому что они сильно зависят от размера и формы цветочка-хозяина. Размер конидий может быть показателем, но он слабый, и необходимо обратить внимание на то, что из-за осмотического давления оно значительно варьируется, если споры наблюдаются в пади или в воде. Склероциальная плотность может использоваться, поскольку группы G2 и G3 плавают в воде.

Соединение алкалоидов также используется для дифференциации штаммов.

Диапазон хозяев
Sclerotium Claviceps purpurea на Alopecurus myosuroides

Pooideae

Agrostis canina, Alopecurus myosuroides (G2), Alopecurus arundinaceus (G2), Alopecurus pratensis, Bromus arvensis, Bromus commutatus, Bromus hordeaceus (G2), Bromus inermis, Bromus marginatus, Festuca arundinacea, Elytrigia repens (G1), Nardus stricta, Poa annua (G2), Phleum pratense, Phalaris arundinacea (G2), Poa pratensis (G1), Stipa.

Arundinoideae

Danthonia, Molinia caerulea.

Chloridoideae

Spartina, Distichlis (G3)

Panicoideae

Setaria

Эпидемиология

Claviceps purpurea известна человечеству уже давно, и ее появление связывают с чрезвычайно холодными зимами, сменяемыми дождливыми источниками.

Склеротическая стадия C. purpurea бросается в глаза. на Кочаны ржи и других зерен называют спорынью. Склероции прорастают весной после периода низких температур. Требуется температура 0-5 ° C не менее 25 дней. Также необходима вода перед холодным периодом. Благоприятные температуры для производства стромы находятся в диапазоне 10-25 ° C. Благоприятные температуры для роста мицелия находятся в диапазоне 20-30 ° C с оптимальным значением 25 ° C.

Солнечный свет оказывает хромогенное воздействие на мицелий с интенсивным окрашиванием.

Эффекты
Препарат на основе спорыньи для остановки послеродового кровотечения

Цикл болезни, вызванной спорыньей, был впервые описан в 1853 году, но связь со спорыньей и эпидемиями среди людей и животных уже упоминалась в научном тексте в 1676. Склероций спорыньи содержит высокие концентрации (до 2% от сухой массы) алкалоида эрготамина, сложной молекулы, состоящей из циклолактамного кольца, образованного трипептидом, соединенного через амидная связь с фрагментом лизергиновой кислоты (эрголин) и другие алкалоиды из группы эрголина, которые биосинтезируются грибком. Алкалоиды спорыньи обладают широким спектром биологической активности, включая воздействие на кровообращение и нейротрансмиссию.

Эрготизм - это название иногда тяжелых патологических синдромов, поражающих людей или животных, которые проглотили растительный материал, содержащий алкалоиды спорыньи, например зерна, зараженные спорыньей. Монахи ордена св. Антоний Великий специализировались на лечении жертв эрготизма бальзамами, содержащими успокаивающие и стимулирующие кровообращение экстракты растений; они также умели делать ампутации. Обычное название эрготизма - «Огонь Святого Антония» по отношению к монахам, которые заботились о жертвах, а также о симптомах, таких как сильное жжение в конечностях. Они вызваны воздействием алкалоидов спорыньи на сосудистую систему из-за сужения сосудов кровеносных сосудов, что иногда приводит к гангрене и потере конечностей из-за сильно ограниченного кровотока. тираж.

Нейротропная активность алкалоидов спорыньи может также вызывать галлюцинации и сопутствующее иррациональное поведение, судороги и даже смерть. Другие симптомы включают сильные сокращения матки, тошноту, судороги и потерю сознания. Начиная со средневековья, контролируемые дозы спорыньи использовались для того, чтобы вызвать аборты и остановить материнское кровотечение после родов. Алкалоиды спорыньи также используются в таких продуктах, как Cafergot (содержащий кофеин и эрготамин или эрголин ) для лечения мигреней. Экстракт спорыньи больше не используется в качестве фармацевтического препарата.

Спорынья не содержит диэтиламида лизергиновой кислоты (LSD), а скорее содержит эрготамин, который используется для синтеза лизергиновая кислота, аналог и предшественник для синтеза ЛСД. Кроме того, склероции спорыньи в природе содержат некоторое количество лизергиновой кислоты.

Культура
Sphacelia segetum на агаре с картофельной декстрозой

Картофельный агар с декстрозой, семена пшеницы или овсяная мука являются подходящими субстратами для рост грибка в лаборатории.

Сельскохозяйственное производство Claviceps purpurea на ржи используется для производства алкалоидов спорыньи. Биологическое производство алкалоидов спорыньи также осуществляется сапрофитными культивациями.

Спекуляции

В Средневековье отравление людей из-за употребления ржаного хлеба, приготовленного из зараженного спорыньей зерна, было обычным явлением в Европе. Эти эпидемии были известны как огонь Святого Антония, или ignis sacer.

Гордон Уоссон предположил, что психоделические эффекты были объяснением праздника Деметры в Элевсинских мистериях, где посвященные пили кикеон.

Линду Р. Капораэль в 1976 г. утверждал, что истерические симптомы у молодых женщин, которые спровоцировали суд над салемскими ведьмами, были результатом употребления ржи, зараженной спорыньей. Однако ее выводы позже были оспорены Николасом П. Спаносом и Джеком Готлибом после обзора исторических и медицинских свидетельств. Другие авторы также ставят под сомнение то, что эрготизм был причиной процессов над салемскими ведьмами.

Великий страх во Франции во время революции также был связан некоторыми историки о влиянии спорыньи.

Британский писатель Джон Григсби утверждает, что присутствие спорыньи в желудках некоторых так называемых «болотных тел» (железный век человеческие останки из торфяные болота на северо-востоке Европы, такие как Толлунд ), показывает, что спорынья когда-то была ритуальным напитком в доисторическом культе плодородия, подобном Элевсинским мистериям культу древней Греции. В своей книге «Беовульф и Грендель» он утверждает, что англосаксонская поэма Беовульф основана на воспоминаниях об подавлении этого культа плодородия последователями Одина. Он утверждает, что Беовульф, который он переводит как ячменный волк, предполагает связь со спорыньей, которая на немецком языке была известна как «зуб волка».

Вспышка жестоких галлюцинаций среди сотен жителей Пон-Сен-Эспри в 1951 г. на юге Франции также приписывали эрготизму. Семь человек погибли.

См. Также
Ссылки
Внешние ссылки
На Викискладе есть средства массовой информации, связанные с Спорынья.
Последняя правка сделана 2021-05-15 10:40:16
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте